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揭秘C语言数据加密技巧：轻松掌握安全编程核心

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在信息化的时代，数据安全成为了每个程序员必须面对的重要课题。C语言作为一种高效、强大的编程语言，广泛应用于系统编程、嵌入式开发等领域。本文将揭秘C语言中的一些数据加密技巧，帮助您轻松掌握安全编程的核心。

一、基础加密算法

1. 凯撒密码

凯撒密码是最简单的替换加密算法，通过将每个字符沿字母表移动固定位置来实现加密。以下是一个简单的凯撒密码实现示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void caesarCipher(char *text, int shift) {
    int i;
    for (i = 0; text[i] != '\0'; i++) {
        if ((text[i] >= 'a' && text[i] <= 'z') || (text[i] >= 'A' && text[i] <= 'Z')) {
            text[i] = (text[i] - 'a' + shift) % 26 + 'a';
        }
    }
}

int main() {
    char text[] = "Hello, World!";
    int shift = 3;
    printf("Original text: %s\n", text);
    caesarCipher(text, shift);
    printf("Encrypted text: %s\n", text);
    return 0;
}

2. XOR加密

XOR加密是一种简单的位运算加密方法，通过将明文和密钥进行异或运算得到密文，解密时再将密文和密钥进行异或运算得到明文。以下是一个XOR加密的示例：

#include <stdio.h>

void xorEncryptDecrypt(char *text, char *key) {
    int i;
    for (i = 0; text[i] != '\0'; i++) {
        text[i] ^= key[i % strlen(key)];
    }
}

int main() {
    char text[] = "Hello, World!";
    char key[] = "secret";
    printf("Original text: %s\n", text);
    xorEncryptDecrypt(text, key);
    printf("Encrypted/Decrypted text: %s\n", text);
    return 0;
}

二、高级加密算法

1. AES加密算法

AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的高级加密标准，具有很高的安全性。以下是一个使用AES加密和解密的示例：

#include <stdio.h>
#include <openssl/aes.h>

void aesEncryptDecrypt(const char *input, const char *key, const char *iv, char *output, int isEncrypt) {
    int len = strlen(input);
    unsigned char *buffer = (unsigned char *)malloc(len + AES_BLOCK_SIZE);
    AES_KEY aes_key;
    if (isEncrypt) {
        AES_set_encrypt_key((unsigned char *)key, 128, &aes_key);
        AES_cbc_encrypt((unsigned char *)input, buffer, len, &aes_key, (unsigned char *)iv, AES_ENCRYPT);
    } else {
        AES_set_decrypt_key((unsigned char *)key, 128, &aes_key);
        AES_cbc_encrypt((unsigned char *)input, buffer, len, &aes_key, (unsigned char *)iv, AES_DECRYPT);
    }
    memcpy(output, buffer, len);
    free(buffer);
}

int main() {
    const char *input = "Hello, World!";
    const char *key = "1234567890123456"; // 16-byte key
    const char *iv = "1234567890123456"; // 16-byte IV
    char output[256];

    printf("Original text: %s\n", input);
    aesEncryptDecrypt(input, key, iv, output, 1);
    printf("Encrypted text: %s\n", output);
    aesEncryptDecrypt(output, key, iv, output, 0);
    printf("Decrypted text: %s\n", output);

    return 0;
}

2. RSA加密算法

RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是一种公钥加密算法，具有很高的安全性。以下是一个使用RSA加密和解密的示例：

#include <stdio.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/rsa.h>

void rsaEncryptDecrypt(const char *input, const char *public_key, const char *private_key, char *output, int isEncrypt) {
    int len = strlen(input);
    unsigned char *buffer = (unsigned char *)malloc(len + RSA_MAX_PUBKEY_LEN);
    RSA *rsa_key = NULL;

    if (isEncrypt) {
        BIO *pubkey_bio = BIO_new_mem_buf(public_key, -1);
        rsa_key = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(pubkey_bio, NULL, NULL, NULL);
        RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)input, buffer, rsa_key, RSA_PKCS1_PADDING);
        BIO_free(pubkey_bio);
    } else {
        BIO *privkey_bio = BIO_new_mem_buf(private_key, -1);
        rsa_key = PEM_read_bio_RSAPrivateKey(privkey_bio, NULL, NULL, NULL);
        RSA_private_decrypt(len, buffer, (unsigned char *)output, rsa_key, RSA_PKCS1_PADDING);
        BIO_free(privkey_bio);
    }
    memcpy(output, buffer, len);
    RSA_free(rsa_key);
    free(buffer);
}

int main() {
    const char *input = "Hello, World!";
    const char *public_key = "-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n...\n-----END PUBLIC KEY-----\n";
    const char *private_key = "-----BEGIN PRIVATE KEY-----\n...\n-----END PRIVATE KEY-----\n";
    char output[256];

    printf("Original text: %s\n", input);
    rsaEncryptDecrypt(input, public_key, private_key, output, 1);
    printf("Encrypted text: %s\n", output);
    rsaEncryptDecrypt(output, public_key, private_key, output, 0);
    printf("Decrypted text: %s\n", output);

    return 0;
}

三、总结

本文介绍了C语言中一些常用的数据加密技巧，包括基础加密算法和高级加密算法。通过学习和实践这些技巧，您将能够更好地保护您的数据安全。在实际应用中，请根据具体需求和场景选择合适的加密算法，以确保数据的安全性。

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